Как правило, в экспериментах по исследованию бозе-эйнштейновской конденсации (БЭК)
экситонных поляритонов в микрорезонаторах (МР) и свойств конденсата методами
фотолюминесценции (ФЛ) при импульсном возбуждении используется накопление сигнала, то есть,
получаемая информация оказывается усредненной по многим импульса излучения МР. При таком
способе регистрации теряется информация о стохастических свойствах БЭК, которые могут
проявляться при исследовании отдельных импульсов излучения конденсата. В последнее время
появилось несколько работ, посвященных этой проблеме. Экспериментально [1,2] и теоретически [3]
было показано, что отдельные импульсы излучения бозе-конденсата имеют значительную степень
поляризации — как линейной, так и круговой. В то же время, при накоплении сигнала
люминесценции от большого числа импульсов, как правило, наблюдается линейная поляризация
излучения, направление которой привязано к одной из кристаллографических осей. Посредством
измерения корреляционной функции второго порядка )2( g было продемонстрировано изменение на
пикосекундных масштабах времени знака диагональной линейной поляризации излучения
микростолбика, вытравленного из МР [4]. Также было обнаружено, что пространственное
распределение интенсивности излучения БЭК случайным образом изменяется от импульса к
импульсу при больших отрицательных расстройках между фотонной и экситонной модами МР [5]. В
докладе будут кратко изложены результаты этих работ.
В настоящей работе при помощи измерения корреляционной функции второго порядка )2( g
для чисел фотонов обнаружены флуктуации времени возникновения БЭК в планарном МР на основе
GaAs [6]. Задержка времени возгорания излучения конденсата относительно лазерного импульса
изменялась от импульса к импульсу (джиттер). Джиттер максимален (~ 10 пс) вблизи порога
конденсации и уменьшается с ростом мощности накачки. Джиттер приводит к увеличению
измеряемых значений )2( g на фронте и спаде импульса излучения БЭК, что необходимо учитывать
при корреляционных измерениях. При измерениях с накоплением сигнала от большого числа
импульсов джиттер приводит к увеличению измеряемой длительности импульса. Теоретический
анализ показал, что среднее значение джиттера по порядку величины равно времени нарастания
люминесценции БЭК.
Также исследована динамика степени спонтанной круговой и линейной поляризации
отдельных импульсов излучения МР. Отдельные импульсы излучения МР при превышении порога
бозе-конденсации имеют значительную круговую и линейную поляризацию, случайным образом
изменяющуюся от импульса к импульсу. Спонтанная поляризация возникает на фронте импульса
излучения; круговая поляризация быстро затухает и, как правило, изменяет знак через несколько
десятков пикосекунд. Линейная поляризация затухает примерно на 50 пс позже круговой.